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A PROPOSTA Muitos são os PCs tora de uso, encostados nos "almoxarifados" das empresas, esperando um fim. Em alguns casos, a aplicação destas “velhas” máquinas em pequenos "auto- matismos” pode resolver um problema de “orçamento”, por exemplo. A proposta da placa LPT PROG Saber é servir como ferramenta de estudos é testes para aplicações da porta paralela do PC em Projetos de automação é outros, onde o número de Os requeridos não seja grande (com pequenas implementações é possível ampliar consideravel- mente o número de |/Os disponível na placa). A placa também é um excelente “apoio" para estudantes de Engenha- ria da Computação o outras, pois permitirá a esses realizar a interface entre 0 PC e o “mundo exterior” de maneira rápida e segura. Veja a figura 1. ONDE USAR Como dito anteriormente, esta Placa poderá sar utilizada em testes 28 Placa LPT & estudos para aplicações em auto- mações tais quais: = Controle para casa inteligente = Mini CLP para pequenas auto- mações - Alarmes - Controle para “minl-robôs” - Monitoramento de diversos tipos de variáveis, com a adição de com- Ponentes apropriados para a tarefa. - Enfim, controles e automatismos diversos. Acreditamos que com q aprendi- zado do funcionamento da porta paralela, aliado ao uso de uma boa ferramenta de programação e uma boa dase de criatividade, o em) desta ferramenta não tem limites, A PORTA PARALELA Muitos leitores já utilizaram a porta paralela em algum tipo de controle. Para esses, o que iremos mostrar a seguir não é nenhuma. novidade, porém acreditamos que para muitos outros leitores a porta paralela ainda possa Ser considerada uma “caixa preta”, A porta paralela, também conhe- Sida como LPT é, de longe, a mais SABER ELETRÔNICA Nº 395/DEZEMBRO/2005 TT —— MT simples da so acessar em um PG. Estes pinos de |/O podem ser aces- sados tanto em nível de byte coma também em nível de bit com cada pino de saída ou entrada escrito ou lido de maneira independente. Estes pinos possuem níveis de tensão compatíveis com padrão TTL (0 VDC e 5 VDC), tanto nos pinos de saida quanto nos pinos de entrada. Um outro detalhe importante diz respeito à corrente máxima admitida que não deve ultrapassar 10 mA por pino de I/O (valor seguro). Sendo assim, não é permitido ligar motores, bobinas de relés e outros, direta- mente aos pinos, sem que o devido “Interfacoamento* seja providen- clado, Nafigura 20 leitortema pinagem padrão da porta LPT nos PCs, mon: tada sob um conector DB25, é na tabela 1 a descrição destes pinos e suas funções. Obsorvando a tabela 1, o leitor notará que na porta paralela existem 12 pinos de saída e 5 da entrada, Os Pinos de dados e controle podem ser utilizados como “saida” (para ativar cargas) e os pinos de síatus como entrada de botões, sensores e outros (tuda dentro dos padrões de tensão já discutidos), Agora que o leitor conhece fisica- mente como a porta se apresenta, o tipo de conector utilizado e sua Pinagem, o número de entradas e saídas disponíveis e o nível de tensão. presente nestes pinos, trataremos dos endereços dos registradores de A - Fonte de alimentação 5 VDC [4 .A presentes na placa, compa- fbilizando os níveis DC presentes na maioria das portas paralelas dos PCs atuais. B -“Bufters” para todos os pinos de I/O da porta paralela, sendo q buffer para os pinos de dados biderecional, permitindo assim que os testes sejam feitos seguindo todos modos possíveis de “setups" da porta paralela: SSP, ECP e EPP. E - Oito LEDs para testes de saída D - Quatro displays de sete seg- mentos E - Um display de eristal liquido LCD 16 x 2 com controle de con- traste através de trimpot F - Um ULN2809 para controle de motores DC e também motores de passo unipolares (até dois), com chave DIP para habilitação do-“drive” de controle do motor & - Cinco chaves tipo “push-but- ton” para testes de entrada na porta paralela | H - Presença de cinco jumpers para controle e seleção de: Controle da habilitação Controle da direção para a saída | de dados - Seleção dos LEDs e displays de sete segmentos feito por jumper 1- Proto-área com 550 pontos para inserção de novos componentes (ampliação) de acordo com as necassidades do usuário, que poderá acomodar facilmente uma matriz de contatos com o mesmo número de pontos J-Todas as ligações entre os pinos de O da porta paralela (buffers) feitas de forma independente, atra- | vês de conectores, aumentando a | liberdade de conexões. | “DADOS”, "CONTROLE" e “STATUS”, usados para o controle da porta. Isso está descrito na tabela 2 Anteriormente foi dito ao leitor que a porta paralela pode ser controlada Pino Direção o Função tanto em nível de “byte” quanto de “bit”, É preciso compreender que não podemos acessar diretamente 05 pinos de WO da porta paralela. Este acesso & feito inserindo “valores” nos registradores de controle da porta. À tabela 3 demonstra o valor a ser inserido para ligar o bit (pino) SABER ELETRÔNICA Nº 395/DEZEMBRO/2005 Pri Error Direção | Tipo correspondente na linha de dados, Para fazer um pino igual a +VCC (5 VDC) deve-se inserir no registrador específico o valor “4º lógico no bit referente ao pino, e para desligá-lo basta inserir o “0º lógico no mesmo bit. Assim, podemos inserir um “byte” diretamente no registrador de con- 2” Para desligar um bit qualquer, O esso é exatamente Igual ao já Jicadio para o registrador de dados Ipperador “Ou exclusivo" ou então E", porém deve-se estar atento re a lógica invertida de alguns jos da porta de controle! Fica claro que para inserir GND m todos os pinos de controle, deve- mos inserir no registrador corres- ndente o valor OBH ou 000010110, 'a para ligar (+5 VDO) a todos 08 nos o valor & ser Inserido deverá [sr 04H ou 00000100b. É importante notar que os quatro bits mais signi- ficativos do registrador de controle não possuem função e sendo assim o valor destes bits pode ser tanto “o” quanto “1º. No exemplo dada preferimos trabalhar com 05 bits no estado "0! Até o presente momento, trata- mos apenas dos pinos de “saída” da porta, de acordo com q padrão SPP. Escreveremos agora sobre os pinos de entrada e do registrador de “STATUS”, utilizado na leitura destes pinos. Na tabela 5, o leitor tem separa- damente o nome é número de pino que pode ser utilizado como entrada na porta paralela, a função da mesmo e a sua lógica de ativação. O leitor deve ter percebido que temos apenas cinco pinos &, portanto, teremos apenas 5 bits à serem lidos na porta. Sendo assim, para que esta feitura seja perteita, devemos saber qual a posição de cada pino, no byte do registrador de STATUS (379H para LPT1).Veja a tabela 6. Note que os pinos usam a parte mais significativa do byte (bit4 a bit?) a um único bit na parte menos significativa (bit3). Os bits 3, 2 e 1 não estão conectados fisicamente na porta, mas estão presentes na leitura do registrador (byte) e devem ser considerados. Perceba que sem nenhum “hardwarte” conectado, que altera o estado lógico dos pinos, O valor de leitura será 126 decimal (binário 01111110). Se estivéssemos lidando apenas com o pino de entrada “Busy", ativado no nível lógico “1”, leriamos no regis- trador de entrada, o seguinte: Busy ativado: 254 (binário ição do pin Pino na porta paralela Posição do pino no regis STATUS 1INITTIO); Busy desativado: 126 (binário 111110) OQ leitor já deve ter reparado que caso um outro pino da porta seja ativado, os valores serão alterados. Utilizando este método seria neces- sária uma tabela, dentro do pro- grama de leitura da porta, com todas as valores possíveis para sabermos se um único pino foi ou não alterado. Se estivéssemos monilorando todos os pinos, esta tabela seria grande e O tempo de processamento da mesma poderia tornar uma determinada automação desinteressante, se feita por um PC um poco mais lento que os mais modernos. Porém, utilizando um recurso simples, podemos isolar o nosso “pino” (ou bit) e saber se o mesmo está ou não ligado. Veja como isso seria feito na linguagem “Cc”, por exemplo. entrada = lela(0x379); entrada = entrada & 0xB0; it (entrada) printt(O bit busy ostá ligado"); else printi(*O bit busy está desligado"); No pequeno exemplo (segmento de um código-fonte), à leitor notará SABER ELETRÔNICA Nº 395/DEZEMBRO/2005 Oporaçã que isolamos o bit 7, do byte Inserido no endereço 379H (hexadecimal) fazendo um “AND' lógico com o valor 0H (binário 10000000), Se o estado lógico do bit desejado for*1", o valor retornado será 80H (maior que um)e se igual a *O' lógico, O valor retornado será 00H. Acreditamos que ao chegar neste ponto do artigo, 0 leitor já deve ter notado que ter conhecimentos sobre lógica digital (uso correto da lógica “E”, "OU", “OU exclusivo”, “NÃO” e suas associações) é de extrema importância para lidar com segu- rança e habilidade com os registra- dores da porta paralela. Não basta apenas conhecer uma “linguagem” de programação qualquer e seus comandos. São necessários conhe- cimentos básicos de lógica digital também. Para aqueles que ainda não estão totalmente inteirados no assunto, aconselhamos a leitura do livra "Curso de Eletrônica Digital” do autor Newton C.Braga, publicado pela Editora Saber e comercializado pela Saber Marko- ting (urna. . A leitura desta obra, não só auxiliará o leitor a compreender melhor sobre-cir- cuitos lógicos digitais, como também da aplicação das operações dos mesmos (lógicas OR, AND, NOT, NOT OR, NOT AND, XOR, NOT XOR, FLIP-FLOPS, etc) O CIRCUITO Na figura 30 leitor temo esquema elétrico da Placa LPT PROG Saber. Podemos analisá-la em blocos, Con- sideremos como bloco "1", os Cls 2,3 29 eu: RAPIAS engarras CNSP » CNZAPT21 CNZAPT2? oNZAPIES ONZAPT2S ENSAPTES tticonTaoL Voc B4 Ma vá B3 Ad V3 14 o lo | Um outro bioco presente no circuito 6 o “bloco de alimentação”. Este é formado pelo Cy (7805), um regulador de tensão para 5 VDC, os capacitores G4, Ca, C3 e C4 que atuam como filtros para a tensão de alimentação, o diodo retificador D4 (11N4001) que pro- tegerá o circuito contra uma eventual troca de polaridade na fonte externa aplicada em CN4, além do LED D4 usado para indicar a condição de ligado da placa e de seu resistor limitador de corrente Rj. Continuando a análise dos blocos, podemos falar do “bloco de LEDs” do usuário (Dg a D10) com seus resistores limitadores de corrente (Rs a R42). Os catodos de todos os LEDs foram interconectados e levados até JP, que permite selecionar a operação desejada entre “LEDs ou display de sete segmentos”. Estes LEDs podem ser utilizados para indicar o estado presente em uma Conector D cna Dados/LPT cna las Motor 1 [e 8 - Descrição dos pinos dos con determinada saída, quando da cria- ção de um programa. Qutro bloco disponivel na placa forma a “seção dos displays de sete segmentos”. A mesma é formada por DISP4 a DISP4 (displays de sete segmentos catodo comum), os resistores R5 a R12 (compartilhados com a seção dos LEDs), os transis- tores Q4 a Q4 e os resistores de base R43 a Rig. Os emissores dos transistores foram interconectados e levados até JP 14, que como dito anteriormente, permite selecionar a operação entre LEDs ou displays de sete segmentos. Estes displays podem ser utilizados nas mais diver- sas aplicações como: contadores, relógios, medidores, etc. Seu uso requer conhecimentos com “varre- dura de displays”, onde temos um único “bus” (via) para os segmentos e o controle efetivo feito através de seus catodos. Temos também um bloco que permite controlar motores DC ou ainda até dois motores de passo unipolares. Este bloco é formado por Cls (ULN2803), os conectores CN12 é CN43, além da chave DIP4 (8 segmentos) que permite conectar Cs aos resistores R5 a Ryp. O bloco do LCD é formado por CN11 (ponto onde será inserido o LCD) e o trimpot P4. O jumper JP5 permite aterrar o pino 5 (RW) do LCD. Desta forma o LCD fica habili- tado apenas para escrita. Alguns programadores utilizam um LCD exatamente desta forma, porém outros preferem ter a possibilidade de ler o registro de “busy flag”, além de outros registros internos. Pensando nisso, preferimos deixar livre a escolha do modo de operação do LCD. E por último, temos o bloco das. chaves formado por S4 a 85 e os seus resistores de “pull-up" R17 a R21. As “saídas” e “entradas” dos buffers receberam conectores para a ligação com os blocos do usuário (LEDs, LCD, Displays de 7 segmen- tos, motor e chaves), que também possuem seus próprios conectores para a conexão. Acreditamos que esta liberdade permitirá ao leitor criar suas próprias soluções, sem a necessidade de se prender a um esquema “inflexível”, geralmente disponibilizado na maioria das placas de estudos oferecidas no mercado, Na tabela 8, o leitor tem a disposição destes conectores e sua, descrição. Obs.: É importante salientar que a tabela demonstra as ligações de forma “indireta” em alguns casos, pois podem existir componentes entre os pinos dos conectores e seus destinos, indicados na tabela. A alimentação para placa deve ser fornecida por uma fonte externa tores presentes na placa. SABER ELETRÔNICA Nº 395/DEZEMBRO/2005 LCD “GR x ONs CNi3 SABER ELETRÔNICA Nº 395/DEZEMBRO/2005 do ferro de solda e também com o aquecimento excessivo nos pontos do LCD. As chaves Sj a S5 são chaves tácteis pequenas para PCI, com quatro pinos. Estas chaves são facilmente encontradas no mercado especiali- zado, Para o leitor que desejar ampliar ainda mais seus estudos com a placa LPT PROG Saber, aconselhamos a inserção na mesma de uma pequena matriz de contatos. Junto a proto-área foram deixados quatro pequenos furos que “casam” perfeitamente com os que encontramos nas matrizes de contatos com 550 pontos da marca “Shako”. Veja a figura apresentada logo no início do artigo para orien- tar-se em sua compra, caso seja esta a sua opção. Para ligar a placa à porta paralela de um PC, o leitor deverá construir um cabo como o indicado na figura 9, ou ainda adquirir um cabo de extensão para impressoras paralelas. Este cabo não deve ter comprimento superior a 2 metros, para evitar perdas no mesmo. o TESTE E USO Após a montagem, aconselhamos uma verificação minuciosa na mesma. Apesar de bem simples, qualquer troca ou mesmo inversão poderá fazer com que o circuito ou parte do mesmo não funcione adequadamente. E o leitor deverá lembrar ainda, que esta placa estará ligada a porta paralela do seu PC, Aumente os cuidados com as verificações a serem feitas, para evitar qualquer problema como a queima da porta paralela ou ainda do próprio PC. Não entraremos nos detalnes de como “configurar” a porta paralela de um PC, pois cada placa-mãe possui um BIOS e este pode trazer características próprias para tal. A configuração ideal para os testes que se seguirão é o modo “SPP” e até que seja dada orientação contrária, este deverá ser o padrão adotado também nos testes futuros que se seguirão nos próximos artigos a serem publicados sobre o uso da placa e seus dispositivos. Em nosso site disponibilizamos um pequeno programa que permi- tirá testar as entradas e saídas da placa: " Renovados para 2006 'AMosaico, depois de 10 anos de luta e crescimento, ganhou novos e mais amplos rumos, com o nascimento de seus dois novos projetos, Hiware e LabTools, como galhos de uma árvore, que se osalco ; Wi Peformoros ou a oa e h istribuido & Diodos : Fetfic dulos Isolado e Rápidos Aplicação em : Soft Start, Sul Retificadores. Díives DO, Forno Ind Itação (Ttens/Locomotivas), Carregadare de Bateria e Mámuinas de solda SABER ELETRÔNICA Nº 395/DEZEMBRO/2005 3 SaídasLPT/Dados Entradas LEDs teste leds.c - permite testar os pinos de dados através dos LEDs Dg a D10, assim como os pinos de entrada através de S1. O uso da Linguagem C para rea- lizar os testes não tem nenhum motivo em particular. Os mesmos poderão ser feitos em Delphi, VB ou outra linguagem de programação, à escolha do leitor. Não entraremos no mérito “programação” neste artigo, pois o intuito do mesmo não é este. Aconselhamos aos interessados em proceder os testes com outras linguagens a estudar atentamente o que foi dito neste artigo sobre a porta paralela, o funcionamento dos componentes utilizado no bloco Cl - LM7805 - regulador de | tensão para +5VDC - (TO-220) Clp - 7415245 - (DIP20) Cla - 7415367 - (DIP16) Cl - 74LSO8 - (DIP14) Cls - ULN2803A - drive para motor (DIP18) Q4 a Q4 - BC337 - transistor NPN Dy - 1N4001 - diodo retificador Do - LED 5mm diâmetro Da a D10 - LED 5mm diâmetro, vermelho comum DISP1 a DISP4 - PARA LIGHT C-551E - display 7 segmentos catodo comum Resistores - 1/8W R4 -560 02 Rpa R4-10kQ R5a R$2-2200 Riga Ri6-1kQ Ria Roj -10kQ Semicondutores P4-10K 82 - trimpot horizontal mini segmentos der um pouco mais sobre a linguagem C e/ou o uso do compilador DEV C++ e da biblioteca de acesso a porta paralela INPOUT. Na figura 10 temos o resultado na tela do programa em execução. Entragas S14vUS/LPT | Saídas Chave S1 CONCLUSÃO O uso de PCs em pequenas e: médias automações residenciais, comerciais e até mesmo industriais é possível. Conhecer bem as “portas” nativas dos PCs permitirá aplicar estas máquinas na substituição de caros CLPs e outros equipamentos. Para muitos o uso de um microcon- trolador é a maneira mais viável, porém para aqueles que ainda não o conhecem, aplicar um PC ou utilizá-lo: na aprendizagem do uso de portas, periféricos e outras é interessante. Como dito, muitos PCs estão para- dos, esperando serem aplicados. Uma excelente opção é “reciclá-lo” e utilizá-lo como cérebro de uma. pequena automação. Boa montagem e até a próxima, quando descreve- remos o uso dos displays de sete segmentos da placa! E “bufler” e também na linguagem de programação desejada. Seja qual for a linguagem de programação selecionada, apenas o estudo do conjunto descrito pode garantir o sucesso no uso da placa LPT PROG Saber. Para usar o programa fornecido, ligue os conectores como indicado a seguir, na tabela 9. Faça as ligações como indicado para obter sucesso. Não se esqueça de configurar os jumpers como segue; JP1 (2-3), JPp (fechado), JPa (aberto), JPa(fechado), JPs(lechado). Não é necessário compilar o código-fonte. Rode o programa teste? exe (fornecido com o pacote). A compilação só será necessária se o leitor desejar apren- CNg - barra de pinos simples com 4 segmentos CN40- barra de pinos simples com 5 segmentos CN44 - barra de pinos simples com 14 segmentos CN42 - conector KRE com seis Capacitores C4 - 470 uF/35V - eletrolítico C2- 0,93 F - poliéster C3-0,1 HF - poliéster C4 - 10 uF/16Y - eletrolítico Cs a C7 - 100 nF - cerâmico segmentos Diversos CN13 - conector KRE com seis CNy - conector P4 fêmea segmentos CNp - conector DB25 macho DIP1 - chave dip com 8 segmen- CNg - barra de pinos simples com 8 tos segmentos . JP4 - barra de pinos simples com CN4 - barra de pinos simples cémig-- a segmentos segmentos yo JPz à JP5 - barra de pinos sim- CN - barra de pinos simples'tom 4? ples com 2 segmentos segmentos Sy a S5 - chave táctil (mini-push- CNg - barra de pinos simples com 8 button para PCI) segmentos Placa de circuito impresso, fios, CN - barra de pinos simples com 3 solda, fonte externa com 12 VDC segmentos HM A, cabo de conexão, etc. CNg - barra de pinos simples com 8 SASER ELETRÔNICA Nº 395/DEZEMBRO/2005 | 
